Передача нервный сигналов. Пространственная суммация нервных импульсов

Видео: Зрительный анализатор

Одной из важных характеристик любого сигнала является его сила, например интенсивность боли. Информация о силе сигнала может передаваться путем увеличения числа возбужденных волокон или частоты потенциалов действия в каждом волокне. Эти два механизма называют, соответственно, пространственной и временной суммацией.

Пространственная суммация. На рисунке показано явление пространственной суммации, в результате которой увеличение силы сигнала передается путем вовлечения в его передачу все большего числа сенсорных волокон. На рисунке показан кусочек кожи, иннервированный большим количеством болевых волокон. Каждое из них разветвляется, образуя сотни мельчайших свободных нервных окончаний, являющихся болевыми рецепторами.

Совокупность таких рецепторов, сформированная одним болевым волокном, часто охватывает область кожи размером до 5 см в диаметре. Эту область называют рецепторным полем данного волокна. Количество окончаний в центре поля велико, но уменьшается к периферии. Согласно рисунку, разветвления разных болевых волокон частично перекрываются в пространстве, поэтому булавочный укол кожи обычно одновременно стимулирует окончания многих волокон.

Поскольку число свободных окончаний отдельного болевого волокна в середине его рецепторного поля намного больше, чем на периферии, булавочный укол в центре поля стимулирует это волокно в гораздо большей степени, чем такой же укол на периферии.

В нижней части рисунке представлены три схемы поперечного сечения пучка нервных волокон, иннервирующих участок кожи. Слева показан эффект слабого стимула, который сильно стимулирует только одно волокно в середине пучка (полностью окрашено красным), тогда как несколько смежных волокон стимулируются слабо (наполовину окрашены красным).

Другие две схемы поперечного сечения нерва демонстрируют эффекты умеренного и сильного стимулов, которые проявляются прогрессивным увеличением числа стимулируемых волокон. Таким образом, более сильные сигналы вовлекают в процесс передачи информации все большее количество волокон. Этот процесс называют пространственной суммацией.

Временная суммация. Вторым способом передачи сигналов возрастающей силы является увеличение частоты нервных импульсов в каждом волокне, которое называют временной суммацией. На рисунке показан пример временной суммации, причем в верхней части рисунка представлена меняющаяся сила сигнала, в нижней части — фактическая импульсная активность нервного волокна.

Центральная нервная система включает от тысяч до миллионов нервных пулов (групп нейронов). Некоторые из них содержат немного нейронов, в то время как в составе других пулов их громадное количество. Например, всю кору большого мозга можно представить как один большой пул нейронов. К другим нервным пулам относят разные базальные ганглии и специфические ядра таламуса, мозжечка, среднего мозга, моста и продолговатого мозга.

Кроме того, все серое вещество задних рогов спинного мозга можно рассматривать как один длинный пул нейронов.
Каждый пул нейронов имеет собственную особую организацию, которая определяет уникальный для него способ обработки сигналов, позволяя всей совокупности пулов выполнять множество функций нервной системы. Но несмотря на функциональные различия, пулы имеют много общих принципов функционирования.

Источник: http://meduniver.com